Определение баланса элементов питания и гумуса

 

При разработке системы удобрения особое значение должно уделяться оценке складывающегося в почве баланса элементов питания и гумуса, поскольку соотношение между их расходом и приходом будет определять эффективное плодородие почвы, и оказывать существенное влияние на общий запас элементов питания в почве.

Приходную часть баланса составляют следующие статьи: внесение питательных веществ с удобрениями и семенами, поступление их в почву из атмосферы (осадки, азотфиксация, грозовые разряды и пр.), приход с корневыми и пожнивными остатками.

Расходная часть включает вынос элементов питания урожаем, потери питательных веществ вследствие эрозии (поверхностный сток и дефляция), вымывание (инфильтрация) и газообразные потери (для азота – денитрификация).

В настоящее время, к сожалению, в пахотных угодьях Нижегородской области, как и по России в целом, в результате резкого сокращения применения органических и минеральных удобрений поступление элементов питания в почву не компенсирует отчуждения их с урожаем культурных растений.

Различают полный, или экологический (биологический) баланс, учитывающий все статьи прихода и расхода элементов питания, и упрощенный, или хозяйственный, предусматривающий учет поступления элементов питания в почву только с удобрениями и за счет азотфиксации многолетних бобовых трав в сопоставлении с выносом урожаем. Прочие статьи прихода и расхода в хозяйственном балансе не учитываются, т.к. в конечном итоге они приблизительно равны.

В сельскохозяйственной практике при составлении системы применения удобрений в севообороте обычно используют хозяйственный баланс. Его можно выражать в относительных цифрах (в процентах к выносу с урожаем) и в абсолютных (в килограммах на гектар).

По количественному выражению баланс может быть:

а) интенсивным (положительным), когда поступление питательных веществ в почву превышает их потери за счет выноса с урожаем. Наличие положительного баланса элементов питания свидетельствует о постепенном повышении их содержания в почве, что особенно актуально для почв с низким эффективным плодородием;

б) бездефицитным (нулевым) – при равновеликих статьях прихода и расхода. Бездефицитный баланс позволяет поддерживать содержание элементов питания на исходном уровне и рекомендуется для почв с оптимальным содержанием подвижных (условно доступных) элементов питания (от среднего до высокого уровня обеспеченности в зависимости от возделываемой культуры);

в) экстенсивным (отрицательным), когда вынос и потери элементов питания превышают поступление их в почву. Такой баланс, хотя и свидетельствует о вероятном снижении содержания элементов питания в почве, допустим и даже рекомендуем для почв с очень высоким содержанием доступных элементов питания (свыше 300 мг/кг), но неприемлем для почв с очень низкой, низкой и даже средней обеспеченностью питательными веществами.

 

Пример расчета баланса элементов питания.

Вынос элементов питания планируемым урожаем культур, высеваемых в поле № 4 полевого севооборота, представлен в таблице 7.

7. Вынос (расход) элементов питания культурами в сумме за севооборот

Культура севооборота	Урожайность, ц/га	Вынос элементов питания, кг/га
		N	Р2О5	К2О
Картофель	102,0	62,1	20,4	91,8
Ячмень	17,6	44,0	17,6	35,2
Клевер 1 г.п.	26,5	18,3	15,6	39,8
Клевер 2 г.п.	27,5	19,0	16,2	41,3
Оз. пшеница	21,0	63,0	23,1	52,5
Итого за ротацию севооборота		205,5	92,9	260,6

 

Исходя из агрохимической характеристики почвы, можно сделать вывод, что баланс азота должен быть положительным (т.к. степень гумификации почвы средняя), а фосфора и калия – слабоположительным или хотя бы бездефицитным (обеспеченность почвы фосфором высокая, а калием – повышенная).

Согласно приведенным ранее расчетам, органические удобрения в севообороте не вносят (см. табл.5), а накопление азота многолетними бобовыми травами составляет 82,5 кг/га (см. стр. 33 настоящего пособия). Внесение минеральных удобрений в сумме за ротацию севооборота (уточнение: в данном пособии пример расчета доз минеральных удобрений приведен только для озимой пшеницы, для других культур он проводится аналогично) составит: по азоту – 102,3 кг/га, фосфору – 0 кг/га, калию – 85,9 кг/га. Последнее свидетельствует о том, что при планировании урожайность культур не превышала ДВУ по фосфору.

Учитывая отмеченное выше, рассчитаем баланс элементов питания для обсуждаемого поля (табл. 8).

Приведенные данные свидетельствуют, что при внесении расчетных доз удобрений баланс по всем элементам питания будет отрицательным.

Учитывая, что фактическая обеспеченность почвы рассматриваемого поля азотом (по степени гумусированности) средняя, фосфором – высокая, а калием – повышенная, с полным основанием можно предположить, что при получении планируемых урожаев будет наблюдаться постепенное снижение эффективного, а в перспективе – и потенциального плодородия почвы. Чтобы не допустить этого, следует откорректировать баланс, доведя его до реко-

 

мендуемого (или до бездефицитного) для данного уровня плодородия путем внесения минеральных удобрений.

Однако при таком расчете потребность в минеральных удобрениях возрастает более чем в 1,5 раза. В современных же условиях сельскохозяйственного производства, при отсутствии необходимых материальных ресурсов, целесообразным будет увеличение расчетных доз не более чем на 20-40%. При этом в первую очередь необходимо откорректировать баланс по наиболее проблемному для Нечерноземной зоны России элементу – азоту, доведя его до бездефицитного.

Дополнительно внесенные удобрения распределяются между культурами севооборота с учетом их биологических особенностей, экономической и экологической ценности, соотношения между вносимыми элементами питания. Для фосфора можно предусмотреть припосевное внесение, а для калия – округление полученных расчетных доз в сторону увеличения.

Наряду с учетом баланса элементов питания необходим строгий контроль баланс гумуса, поскольку именно содержание органического вещества является основным показателем оценки плодородия почв.

Гумус представляет собой специфическую часть органического вещества почвы, с количеством которого непосредственно связана возможность создания благоприятных для роста и развития растений водно-воздушного, питательного и теплового режимов почвы.

В почве одновременно происходят два противоположных, но взаимосвязанных и взаимообусловленных процесса: синтез (гумификация) и распад (минерализация) органического вещества. В соответствии с этим баланс гумуса может быть отрицательным (когда преобладает распад), положительным (если доминирует синтез) и бездефицитным (при равновесии этих процессов). Полностью исключить минерализацию гумуса невозможно и нецелесообразно, т.к. это заметно затруднит азотное питание растений, поскольку более 90% азота почвы содержится именно в гумусовых веществах.

Интенсивность минерализации определяется многими факторами, в частности: типом почвы, для которого свойственен тот или иной тип гумуса (гуматный тип более устойчив, чем фульватный); климатическими условия ми (для деятельности микроорганизмов необходимы соответствующие влажность и температура); видом возделываемой культуры (чем чаще проводится обработка почвы, тем интенсивнее идет процесс минерализации). Кроме этого, к снижению содержания гумуса в почве приводят следующие причины:

· снижение количества растительных остатков, поступающих в почву, при переходе от естественных фитоценозов к агрофитоценозам;

· разложение и биодеградация гумуса в результате увеличения кислотности, в частности, под действием физиологически кислых минеральных удобрений или выпадения кислотных дождей;

· негативного влияния мелиорации в результате осушительных или оросительных мероприятий; эрозионное разрушение пахотного слоя, т.к. при этом теряется именно обогащенный гумусом пахотный слой почвенного профиля.

Задача каждого агронома, агрохимика, агроэколога состоит в поиске путей, обеспечивающих расширенное воспроизводство гумуса и внедрение их в производство.

В целом мероприятия по сокращению потерь гумуса можно подразделить на 2 группы: гумусосберегающие и гумусонакопительные.

К первой группе относятся: изменение структуры севооборотов и увеличение доли многолетних трав, особенно бобовых; минимизация обработки почвы; мероприятия, направленные на борьбу с водной и ветровой эрозией; снижение почвенной кислотности и др.

К группе гумусонакопительных мероприятий относят максимально возможное использование всех видов органических удобрений (навоз, помет, компосты, солома, сидераты и др.), отходов органического происхождения и пожнивно-корневых остатков культурных растений.